水泥混凝土路面裂缝分析及防治措施

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【摘要】水泥混凝土路面具有刚度大、承载力强、耐久性能好、可就地取材、建设使用经济等诸多优点。本文分析了水泥混凝土路面的四大类病害（断裂类病害、竖向位移类病害、接缝类病害、表层类病害）之一的断裂类病害——水泥板混凝土板裂缝，它是一种极易发生的病害，可以造成板块断裂，地表水下渗使路面基层承载力降低，进而引起错板、唧泥和混凝土面板破碎。这些后果都严重地影响着水泥混凝土路面的使用性能和使用寿命，对于行车速度、安全及舒适性具有重要影响，增加了行车的不安全因素。水泥混凝土路面断裂后，修复工作难度大、养生期长和影响交通，且维修费用高。因此，防止水泥混凝土路面裂缝出现有着重要意义。

【关键词】水泥混凝土路面；裂缝的原因；防治措施

一、产生裂缝的原因

1、温度变化的影响。由于混凝土具有热胀冷缩的性质，混凝土硬化初期，水泥水化放出较多的热量，而混凝土又是热的不良导体、散热缓慢，混凝土内部的温度较外部高，这将使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而外部混凝土随气温降低冷却收缩，尤其是受到气温、湿度及风等突变影响收缩更大。此时，内部混凝土膨胀与外部收缩相互制约，将产生很大的拉应力，当外部混凝土所受的拉应力超过混凝土当时的极限抗拉强度时，将产生裂缝。

2、混凝土干缩的影响。干缩是指混凝土凝结以后出现体积减缩的现象，这种收缩是长期持久的，这主要是由于置于未饱和空气中的混凝土因水分的散失引起的，而混凝土干燥时的体积变化并不等于散失出去水的体积。混凝土在干燥的空气中硬化，由于水分的逐渐蒸发，体积逐渐干缩，而这种干缩往往是表面较大，内部较小，所以常在表面产生许多微细的裂缝。

3、基层的影响。（1）路基软弱或路面基层强度不足，沉降量过大和在人工结构物与路堤衔接处、新旧路结合部位的较大沉降差都会使水泥混凝土路面出现裂缝；（2）用石灰土做基层的路面，所用石灰没有完全消解，未消解的石灰在路面完成后吸水消解，体积膨胀，造成水泥混凝土路面开裂；（3）路面基层材料拌和欠佳，无论是稳定粒料还是白灰土基层，混合料不均匀就会使路面基层的强度差异较大，沉降大小不一；（4）基层标高失控，造成路面厚度不一致，过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面，在混凝土收缩时，难以承受拉应力而开裂；（5）基层平整度不符合要求。由于基层平整度差，必然使得顶面平整的水泥混凝土面板厚度不等，在达不到设计厚度的地方（即基层顶面高出的地方）成为薄弱点，在荷载作用下该处很容易开裂；（6）基层干燥，这会吸收混凝土伴合物中的水分，使底部混凝土失水，强度降低，导致开裂。

4、水泥的影响。（1）首先对水泥标号应按照《水泥混凝土路面施工及验收规范》的规定来选用。水泥标号的高低直接影响着混凝土的强度，尤其是对水泥混凝土路面起重要作用的抗压强度和弯拉强度；（2）水泥的化学成分对混凝土质量有一定影响。有的水泥，特别是一些小厂生产的水泥，硅酸二钙和铝酸三钙含量过高或含有较高的有害杂质（如游离氧化钙、氧化镁等），会使混凝土的稳定性降低，产生过大的收缩，从而导致水泥混凝土路面裂缝产生；（3）水泥用量过大的混凝土收缩量会加大，配合比设计和试配时，不进行全面地综合设计，而单纯用加大水泥用量来达到混凝土设计强度，会使混凝土路面形成裂缝。

5、施工影响。（1）混凝土混合料拌和不充分。选用的搅拌设备不合适、拌和时间不足等都可能会使混合料不均匀。用这种拌和欠佳的混合料铺筑混凝土路面，也就必然造成路面强度相差过大而导致裂缝产生；（2）不是同批生产的水泥，特别是不同标号的水泥混用，必然导致混凝土强度大幅度降低，在这种情况下，混凝土路面产生裂缝可能性是相当大的；（3）混凝土集料平均粒径偏小和级配不良都会导致集料孔隙过大，水泥砂浆集中，局部收缩加大，该处的混凝土路面则会出现裂缝；（4）混凝土浇筑间断。因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料等原因使混凝土浇筑作业中断，再浇筑时未按施工缝处理。新旧混凝土由于结合不良和收缩不一致形成一条不规则的接缝；（5）传力杆安装不当。传力杆上下翘曲，则在混凝土伸缩和传力过程中导致混凝土被破坏，形成裂缝损坏；（6）施工配合比控制不严直接影响混凝土质量。混凝土配合比设计完成后，施工时必须按现场实际情况换算出正确的施工配合比，还要配备相应的试验人员和设备，严格按施工配合比施工。施工配合比掌握不好会使混凝土标号失控，进而使路面产生裂缝；（7）切缝的影响。混凝土面板浇筑的延续长度过大，容易使混凝土因收缩产生的拉应力大于混凝土容许应力值、混凝土板就会开裂。施工中及时切缝就缩短了混凝土面板的连续长度，断开后的分段长度内混凝土收缩产生的拉应力则必定小于混凝土的容许值（因为分段长度是按设计计算确定的），避免裂缝出现；（8）混凝土养生的影响。水泥混凝土路面浇筑完毕后，养护不及时，板顶面水分散失快，收缩迅速；板底水分散失得慢，收缩也较缓。混凝土板的顶面和底面收缩不一致，翘曲后则可能使板产生裂缝；（9）开放交通过早，混凝土的强度尚低，不足以承受交通荷载时即开放通车，在车辆荷载的作用下，混凝土路面就会产生裂缝。

二、防治措施

1、设计方面。（1）提高设计标准：随着我国国民经济的发展，公路的车流量正以每年两位数的速度高速增长，设计标准也要相应提高。有条件的地方尽量选用连续配筋混凝土路面增强混凝土的强度。以解决交通量大、重载车多的问题；（2）从设计上要求路基足够长的工后沉降时间才能进行路面施工，减少路基不均匀沉降造成的裂缝、断板；增加路面基层强度，可以采用诸如碾压混凝土等新工艺，减少因路面基层因素造成的路面裂缝。

2、施工方面。（1）严格路基特别是基层参数的选取，如各基层回弹模量、含水率、液限、现场承载力等，确保施工值与设计值一致，并且设计取值与现场客观实际相符；（2）加强路基施工管理，对填方路基，确保分层回填，分层碾压，并强化施工单位自检和监理检查工作，一要保证达到要求的压实度，并要求压实均匀，特别是路肩部位及车道与路肩交接部位，此处极易产生纵向错台；对半填半挖路基，特别注意挖、填结合部位的碾压；（3）对用作路基的土，应加强土质的鉴别和性能测试，对膨胀土，注意区分其类别，对强膨胀土，必须置换，对中、弱膨胀土，采用适当的方法对土质进行改良；基坡较大时，采用适当的设施来加强土坡稳定性，从而保证路面不受破坏；（4）加强路面材料研究，选择适宜的材料及配比，对特殊路段，也可适量采用成本较高的新型路面材料，如钢纤维混凝土、连续配筋混凝土等，初期投资的适当增加可大量减少后期养护费用；（5）加强路面施工管理，采用规范化、程序化的施工和养生方法，适时切缝，掌握适合的操作时机，并根据气温变化的不同情况做不同的处理。

3、养护方面。（1）工期的养护：路面浇筑待终凝后要立即覆盖，并确保洒水养护，从而保证混凝土强度正常增长，防止因缺水干缩而产生裂缝，养护时间视具体情况而定，一般使用32.5号以上普通水泥养护时间不得少于14天；（2）路面使用后的养护：①保持排水系统完好，防止路基强度降低。②重视混凝土面养护，及时清理或更换缩胀缝材料。③加强早期维修，防止病害加大、扩散。

混凝土路面产生裂缝的原因还有很多，防止的方法也不止这几点。但我们相信，只要采取必要措施，就能防止或减少路面裂缝现象的发生，混凝土路面的早期裂缝是可以消除和避免的，当然要全面消除水泥混凝土路面裂缝这一病害，还要进行大量的研究和实践。

参考文献

[1]徐宪江.最新公路工程施工要点与通病防治大全[M].北京:兵器工业出版社,2001.

[2]《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006